Question

10．為了保證同學們能喝到熱水，學校給每個教室配備了電熱飲水機．如圖是我們教室用的電熱飲水機的簡化電路圖，其參數如表，R₁、R₂ 是發熱電阻絲．當S₁、S₂均閉合時，飲水機處于加熱（選填“加熱”或”保溫”）狀態；當S₁閉合、S₂斷開時，飲水機工作工作5min，電阻R₂放出的熱量是528J．

型號：	YSJ-66
額定電壓	220V
加熱功率	1100W
保溫功率	44W

Answer 1

分析 當S₁、S₂均閉合時，電阻R₁被短路，僅有R₂接入電路，電路電阻較小，根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知電熱飲水機的工作狀態；
根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$的變形公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出電阻R₂的阻值，然后根據P=UI的變形公式I=$\frac{P}{U}$求出兩電阻串聯時電路中的電流，最后根據Q=I²Rt求出電阻R₂放出的熱量．

解答 解：當S₁、S₂均閉合時，電阻R₁被短路，僅有R₂接入電路，電路電阻較小，
根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電壓一定時，電阻越小，電功率越大，即此時電熱飲水機處于加熱狀態；
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，電阻R₂的阻值：
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加熱}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω，
當S₁閉合、S₂斷開時，電阻R₁、R₂串聯接入電路，電路電阻較大，
根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電壓一定時，電阻越大，電功率越小，即此時電熱飲水機處于保溫狀態；
由P=UI得，此時電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{保溫}}{U}$=$\frac{44W}{220V}$=0.2A，
保溫工作時間t=5min=300s，
電阻R₂放出的熱量：
Q=I²R₂t
=（0.2A）²×44Ω×300s
=528J．
故答案為：加熱；528．

點評 此題主要考查學生對電功率公式和焦耳定律的理解和掌握，關鍵是公式及變形公式的靈活運用，主要會比較兩種情況下電路中總電阻的大小關系，會分清電熱飲水機所處狀態和對應連接方式．